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GNSS外辐射源动目标遥感检测技术现状与发展趋势

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武汉大学学报（信息科学版） 2024年第7期49卷 1053-1069页

作者：龚健雅张策石书祝武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)除了用于导航定位服务之外,因其信号覆盖率高及卫星可见性强等优势,亦可作为被动雷达的机会辐射源完成地表环境和运动目标的遥感探测。但是,其较低的到达地面功率和较窄的信... 详细信息

全球导航卫星系统(global navigation satellite system,GNSS)除了用于导航定位服务之外,因其信号覆盖率高及卫星可见性强等优势,亦可作为被动雷达的机会辐射源完成地表环境和运动目标的遥感探测。但是,其较低的到达地面功率和较窄的信号带宽也给该类系统的应用带来诸多挑战。回顾了GNSS被动雷达遥感系统近30年的发展历程,聚焦运动目标遥感检测技术。通过分析后向散射和前向散射两种GNSS外辐射源探测体制下的动目标检测流程,梳理了相关技术的重点和难点,介绍了国内外在相关问题上取得的研究进展和潜在发展趋势,以期为相关研究提供参考。

关键词：全球卫星导航系统被动雷达遥感系统动目标检测动目标参数估计

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基于多模型协同的舰船目标检测

航空学报 2024年第14期45卷 73-83页

作者：肖欣林施伟超郑向涛高跃明卢孝强福州大学物理与信息工程学院福州350108

随着遥感成像技术的不断进步,遥感图像的舰船目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段,对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而,由于舰船目标尺度差异大、背景复杂等问题,现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据,无法... 详细信息

随着遥感成像技术的不断进步,遥感图像的舰船目标检测已成为确保海上运输安全和效率的关键手段,对海上交通、环境保护及国家安全至关重要。然而,由于舰船目标尺度差异大、背景复杂等问题,现有单一检测模型的方法过度依赖训练数据,无法适应尺度多变的舰船目标。提出了一种多模型协同训练的框架,利用多个已训练好的舰船检测模型作为辅助网络,通过知识迁移的方式辅助优化目标数据的主网络。首先,通过三元关系约束建立辅助网络与主网络间的分布知识传递;其次,采用软标签引导策略整合辅助网络中的标签知识,提高舰船检测的准确性。实验结果表明:相较于现有主流方法,所提方法在DOTA和xView数据集上展示了较好的性能,克服了单一模型的局限性,为遥感图像的目标检测提供了新的解决思路。

关键词：舰船识别目标检测多尺度表达多模型协同知识融合

HEVC自适应去方块滤波器的VLSI设计与实现

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第4期36卷 636-644页

作者：陈焯淼陈志峰陈建汪家华福州大学物理与信息工程学院福州350116

去方块滤波是高效视频编码(HEVC)的重要组成部分,能够有效地改善编码图像的主观质量,是提升视频整体编码性能的重要手段之一.针对HEVC硬件编码器中去方块滤波技术复杂度较高的问题,为了在节省资源消耗的同时减少处理周期,改善滤波效率,... 详细信息

去方块滤波是高效视频编码(HEVC)的重要组成部分,能够有效地改善编码图像的主观质量,是提升视频整体编码性能的重要手段之一.针对HEVC硬件编码器中去方块滤波技术复杂度较高的问题,为了在节省资源消耗的同时减少处理周期,改善滤波效率,提出HEVC自适应去方块滤波的硬件算法和VLSI架构.首先基于HEVC编码结构的边界规则,提出一种无需递归循环计算的快速边界判断算法,降低硬件实现的复杂度;然后基于上述边界判断结果,提出一种可自主选择滤波边界进行去方块滤波的4级流水结构,减少滤波处理周期;最后将亮度和色度并行滤波,设计一种高度并行且兼容共享的存储架构,改善滤波效率且节约存储资源消耗.实验结果表明,在TSMC90 nm工艺下,所设计的去方块滤波结构的硬件面积比已有结构减少60%左右,并且最高能达到250 MHz的工作频率,可满足8K@60帧/s的超高清视频的实时编码.

关键词：高效视频编码去方块滤波边界判断硬件设计

多层级几何—语义融合的图神经网络地表异常检测框架

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遥感学报 2024年第7期28卷 1760-1770页

作者：高智胡傲涵陈泊安路遥葛家辰武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 北京市遥感信息研究所北京100192 南京大学软件学院南京210093

近年来突发性地表异常ESA(Earth Surface Anomalies)事件频发且呈上升趋势,给人类的生命、财产安全带来了巨大威胁,如何及时准确地发现地表异常事件对后续救援与灾害响应具有重要意义。一些研究人员利用卫星影像开展大尺度地表异常发现... 详细信息

近年来突发性地表异常ESA(Earth Surface Anomalies)事件频发且呈上升趋势,给人类的生命、财产安全带来了巨大威胁,如何及时准确地发现地表异常事件对后续救援与灾害响应具有重要意义。一些研究人员利用卫星影像开展大尺度地表异常发现与监测,并开发、运用了先进的深度学习方法。然而,由于标签数据不足和卫星影像中几何、语义信息十分复杂,现阶段的地表异常检测方法的表现往往不能达到很好的效果。针对上述问题,本文提出了一个多层级几何—语义融合的图神经网络GNN(Graph Neural Network)框架,以实现高精度地表异常快速发现。具体而言,本文提出的方法先利用两个不同的分支从输入的卫星影像中提取不同层级的地理实体并构建图表示,然后通过分配矩阵实现图的联合表达。此后,构建了分层图注意力网络GAT(Graph Attention Network),基于图节点信息传递、聚合与注意力机制从图中进一步挖掘卫星影像中复杂的几何、语义信息,用于准确地检测地表异常。考虑到现有大规模多类地表异常检测基准数据集的缺乏,我们基于现有公开可分发数据集构建了ESAD数据集,用于基于单张卫星影像的地表异常检测任务。大量实验表明,提出的方法在地表异常检测任务中取得了优异的性能,在准确率、召回率与推理时间方面优于许多基线方法,可精确、有效地开展地表异常检测任务。

关键词：遥感地表异常多层级融合图神经网络快速检测注意力机制灾害响应卫星影像

多视影像三维线云重建技术及其智能化发展展望

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测绘学报 2024年第6期53卷 1025-1036页

作者：魏东刘欣怡张永军武汉大学遥感信息工程学院湖北武汉430079

三维线云是具有几何结构与语义信息的三维线段集合,可以作为实景三维构建中高效的引导,控制与抽象表达元素,弥补点云的边缘描述缺陷与初始结构的缺失,是改变传统三维模型“一张皮”(不同对象相互粘连,难以指导空间分析与决策)的重要结... 详细信息

三维线云是具有几何结构与语义信息的三维线段集合,可以作为实景三维构建中高效的引导,控制与抽象表达元素,弥补点云的边缘描述缺陷与初始结构的缺失,是改变传统三维模型“一张皮”(不同对象相互粘连,难以指导空间分析与决策)的重要结构化特征。然而,如何从多视影像中重建好用的线云,将线云在实景三维中用好,一直是本领域的难点问题。本文回顾三维线云的发展,介绍相关的重建方法,分析存在的难点与不足;结合从数字化走向智能化的测绘科技转型背景,论述线云在实景三维中建什么,如何建与怎么用,对线云重建和应用的智能化发展予以介绍和展望,希望为实景三维重建与线云研究的相关人员提供参考。

关键词：三维线云实景三维三维重建智能化测绘多视影像

“广义对称”视角下上海夜间经济集聚中心识别方法与空间分异机理

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遥感技术与应用 2024年第1期39卷 209-221页

作者：王琳欧彩虹钟泓文徐涵秋福州大学环境与安全工程学院福建福州350116 福州大学地理与生态环境研究院福建福州350116 福州大学遥感信息工程研究所福建福州350116 福建省水土流失遥感监测评估与灾害防治重点实验室福建福州350116

作为增加就业、提振消费及带动区域发展的城市消费“新蓝海”,夜间经济在“后疫情时代”逐渐成为研究热点。“夜间经济集聚中心”是夜间经济发展的核心和基础,国内外鲜有研究,它作为社会经济要素,具有非均匀对称和“灰色聚集”的特点,... 详细信息

作为增加就业、提振消费及带动区域发展的城市消费“新蓝海”,夜间经济在“后疫情时代”逐渐成为研究热点。“夜间经济集聚中心”是夜间经济发展的核心和基础,国内外鲜有研究,它作为社会经济要素,具有非均匀对称和“灰色聚集”的特点,因此无法简单套用传统地理集聚中心的识别方法。研究从夜间经济的集聚机理出发,基于“点—轴系统”理论,提出了一种夜间经济集聚中心的识别提取方法,并利用广义对称图谱解构上海市中心城区夜间经济集聚中心的空间格局及其分异机理。首次为快速准确地识别夜间经济集聚中心,科学地挖掘其空间分布特点提供了系统的方法参考,为推动夜间经济的繁荣和可持续发展提供了决策支持。结果显示:在上海市中心城区范围内,共提取了12个一级夜间经济集聚中心,26个二级夜间经济集聚区,夜间经济平均活力值分别为0.49和0.24。研究表明:(1)该方法能快速识别和提取夜间经济集聚中心。(2)上海夜间经济集聚中心呈“中心—外围”空间分布格局,交通导向性强;(3)基础设施完善程度和距市中心距离,是上海夜间经济空间集聚分异的主要驱动因子。(4)集聚中心的“色对称”空间格局,表明上海夜经济处于一种合理、可持续的发展阶段;未来规划中,可沿地铁二号线东西扩展并内部填充,亦可将集聚对称中心连接线作为发展轴,以“集聚区”的形式提升夜经济集聚效应。

关键词：夜间经济发展规划夜间经济集聚中心 “点-轴系统”理论广义对称图谱地理探测器

一种应用于物联网传感器的伪三阶Delta-Sigma调制器

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电子学报 2024年第6期52卷 2123-2130页

作者：魏聪黄黎杰胡炜魏榕山福州大学物理与信息工程学院福建福州350108

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整... 详细信息

针对物联网传感器难以同时满足高分辨率与低功耗的瓶颈问题,本文设计了一种伪三阶离散时间delta-sigma调制器.该架构将一阶无源噪声整形SAR(Successive Approximation Register)量化器嵌入传统二阶delta-sigma调制器以实现更强的噪声整形能力.本文设计允许系统在更低的过采样率(Over Sampling Ratio,OSR)下获取更高的峰值SQNR(Signal-to-Quantizing Noise Ratio),有效缓解了系统精度和功耗之间的设计矛盾,并且减少了有源积分器的使用.针对传统有源加法器高功耗和无源加法器存在衰减不确定性的问题,本文提出了一种新型前馈求和量化电路,它具有对衰减不敏感的优势并且降低了第二级有源积分器的驱动压力,这进一步降低了系统的功耗.本文提出的delta-sigma调制器采用180 nm CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)工艺制造并测试.在电源电压1.4 V下,芯片测试功耗为47.2μW.在带宽为8 kHz的测试条件下,调制器的DR(Dynamic Range)、峰值SNDR(Signal-to-Noise and Distortion Ratio)和SFDR(Spurious-Free Dynamic Range)分别为97.2 dB,96.6 dB和114.4 dB.因此,Schreier和Walden的SNDR FoM(Figure of Merit)优值达到了178.9 dB和0.053 pJ/step.本文提出的伪三阶delta-sigma调制器在功耗和分辨率之间实现了较好的权衡,为物联网领域的低功耗高分辨率调制器设计提供了较好的解决方案.

关键词：物联网 delta-sigma调制器低功耗高分辨率

自浸润式纳米压印耦合实现量子点发光二极管性能提升

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发光学报 2024年第4期45卷 613-620页

作者：梁龙郑悦婷林立华胡海龙李福山福州大学物理与信息工程学院福建福州350106

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底... 详细信息

胶体量子点材料因其优良的窄发射光谱、可调发射波长、高发光效率和优异的稳定性而被广泛研究,且同时具有溶液可加工性使得量子点发光二极管(Quantum dot light-emitting diode,QLED)具有广泛的适用性和应用。然而,器件自身存在的基底模式导致QLED器件大量光子被限制在内部无法利用。本文基于纳米压印工艺同时利用聚二甲基硅氧烷(Polydimethylsiloxane,PDMS)材料本身的表面结合能开发出溶剂自浸润式纳米压印工艺,对压力依赖度低的同时简化了工艺流程,制备出高质量周期性的1.3,1,0.5μm三种尺寸的微纳结构图案层,对红、绿、蓝三色QLED器件进行耦合实现光提取。在这种情况下,1.3μm微纳结构耦合绿光QLED器件亮度达到715069 cd·m^(-2),最大外量子效率(External quantum efficiency,EQE)和电流效率分别提升至12.5%和57.3 cd·A^(-1);1μm尺寸耦合的蓝光QLED器件各电学性能提升接近200%;0.5μm尺寸耦合红光QLED器件EQE也从17.3%提升至20.5%。并通过角分布测试,证明微纳结构不会对QLED器件发光强度造成影响,仍然接近朗伯体发射。本工作提出的溶剂自浸润式纳米压印工艺及QLED光提取方法,为QLED的性能提升提供了一条简单有效的途径。

关键词：量子点发光二极管纳米压印耦合光学性能光学仿真

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二级柔性减振系统设计及力学性能分析

振动．测试与诊断 2024年第3期44卷 494-501,618页

作者：石先杰郭卓涛黄舟周春辉任志英中国工程物理研究院总体工程研究所绵阳621999 福州大学机械工程及自动化学院福州350116

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的... 详细信息

为解决二级减振引起个别仪器振动的局部放大、使得力学环境不能满足运行要求的问题,首先,针对金属橡胶双层减振系统,充分考虑安装板的柔性刚度,建立了刚柔复合的二级减振系统模型;其次,基于目标频率对二级减振的频率响应函数进行系统的刚度解耦,实现了减振器刚度的求解,并应用有限元进行随机振动分析,验证了刚柔复合二级减振系统理论模型的可行性;最后,利用振动台进行了试验验证。结果表明,当二级减振系统满足工程刚度需求,其一阶固有频率低于40 Hz时,减振效率可达到70%以上,试验与仿真结果基本一致。

关键词：二级柔性减振金属橡胶减振器随机振动固有频率减振效率

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